DNS Anycast Operation of.jp

JAPAN REGISTRY SERVICES DNS Anycast Operation of .JP ICANN ccNSO @ Vancouver 30 Nov. 2005 Shinta Sato  JPRS Copyright © 2005 Japan Registry Services...
Author: Melina Hill
5 downloads 2 Views 503KB Size
JAPAN REGISTRY SERVICES

DNS Anycast Operation of .JP ICANN ccNSO @ Vancouver 30 Nov. 2005 Shinta Sato  JPRS

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

JAPAN REGISTRY SERVICES

Agenda • • • •

Background Motivations .JP Anycast Overview Anycast management

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

2

JAPAN REGISTRY SERVICES

Background • IP anycast is… – A technology to share a single IP address in multiple servers • IGP anycast for inside AS • BGP anycast for outside AS

– DNS service is one of the effective thing to introduce IP anycast • 1 packet udp transaction for both query and response (Response packet may fragment in EDNS0, but still no problem)

• very short tcp session

– IP anycast technology is now being deployed in authoritative name  servers • Root servers (C, F, I, J, K, M) • Some TLD servers (.JP, .MX, .DE etc.)

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

3

JAPAN REGISTRY SERVICES

BGP Anycast Overview AS 6

AS 5

Incoming query packets  from clients in AS5 will  go to the nearest node #1  of AS1 via AS2

Incoming query packets  from clients in AS6 will go  to the nearest node #2 of  AS1 via AS3

AS 4

AS 2

AS 3

AS 1 Anycast node #1

AS 1 Both routers announce the  same shared unicast IP address  by BGP connection for a  service address

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

Anycast node #2

4

JAPAN REGISTRY SERVICES

IGP Anycast Overview AS 2 A shared unicast IP  address is assigned for  the service, and is  announced by the IGP

AS 3

AS 1

Anycast  node #1

AS 4

A shared unicast IP  address is assigned  for the service, and  is announced by the  IGP

Anycast  node #2

Incoming query packets from  the clients will go to the  nearest node after it gets in  AS1

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

AS 5 5

JAPAN REGISTRY SERVICES

Motivations • Common motivations for using DNS anycast are, – – – –

Localize the DoS attack damages Provide nameservers all over the world IPv6 deployment Simple maintenance and recovery

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

6

JAPAN REGISTRY SERVICES

Localize the DoS attack damages • IP Anycast can localize the DoS attack damages to  the single node. – Other nodes will not be affected from the DoS attack – Only the nearest nodes from the DoS attacker will be  damaged – In the DDoS case, if the attackers are gathering in the  similar network, affects will be localized too.

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

7

JAPAN REGISTRY SERVICES

Provide nameservers all over the world • Placing more nameservers is one of the solutions  to increase the stability of the DNS • IP anycast can help to plan the placement of  secondary servers – Adding a new anycast node improves the accessibility  of the users – Users access only the nearest node

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

8

JAPAN REGISTRY SERVICES

IPv6 deployment • Adding IPv6 glue data in the higher level zone  decrease the limit number of NS in less than 13 – Number of NS is limited by the DNS response packet  size of 512 octets – Serving AAAA (IPv6) information in the glue record  require more data size in the additional section than A  (IPv4) only

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

9

JAPAN REGISTRY SERVICES

Simple maintenance and recovery • IGP anycast can simplify server maintenance – Operator can stop individual server without outage of  the service

• BGP anycast can simplify maintenance of the  whole site – Operator can shutdown the BGP peer without outage of  the service – Useful in the case of network troubles

• Able to rebuild the DNS node without thinking of  other infrastructures placed in the same network Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

10

JAPAN REGISTRY SERVICES

The current situation of .JP • JP DNS servers: – 5 NSes • {a,b,d,e,f}.dns.jp – c.dns.jphas retired in Mar. 2005

– Operated by 5 different organizations, with  responsibility of JPRS  • All organizations own their networks by their own AS  numbers

– Hold numbers of zones • .JP ccTLD zones (1 TLD and 63 SLDs) – 769,445 domains (1 Nov. 2005)

• Also serve 339 of in­addr.arpa zones for JPNIC (NIR) Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

11

JAPAN REGISTRY SERVICES

Introducing IP anycast servers to .JP • Severe crisis of the power outage in Tokyo (2003)

– JP DNS operators tried to move some of the servers out  of Tokyo • Using IP address of their main network prevent us to change  the location without changing the IP address at that time • This was the potential problem, which prevent us to recover  the DNS without thinking of other infrastructures placed in the  same network, even in the severe network trouble

– JP DNS could not add more NSes

• JP DNS operators were thinking of the deployment of IPv6 at  that time • 4 IPv6 servers out of 6 NSes is the limit

Fortunately, the power outage did not happen

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

12

JAPAN REGISTRY SERVICES

Introducing IP anycast servers to .JP (2) • JP DNS took the following solution – Keep the number of NS in 6 – Move to PI (Provider Independent) addresses and new  ASNs if possible – Add more servers using IP anycast technology • Now we have servers in Tokyo, Osaka and US

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

13

JAPAN REGISTRY SERVICES

Technical details of a.dns.jp Internet

IX #3

Transit #1

Transit #2

IX #1

IX #2 IPv6 IX

JPRS  :transit    :peering

BGP BGP router router

BGP BGP router router

switch switch

switch switch Maintenance server

JP DNS

IPv4 Anycast Osaka node

JP DNS

switch switch

switch switch

router

router

Critical Infrastructure Address

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

switch Maintenance server

JP DNS IPv6 DNS Tokyo node

IPv4 Anycast Tokyo node

14

JAPAN REGISTRY SERVICES

Concerns of IP Anycast management • IP address issues

– Anycast need PI address or unused /24 address block

• ccTLD can have PI address blocks for their nameservers

– Unicast address still needed for each anycast nodes • To update the zone data, to maintain the servers

– At least 1 NS should remain in unicast (RFC 3258)

• Budget issues

– IP anycast requires transit and / or IX connectivities for each  nodes – Maybe expensive for individual service • This network serves only 1 IP address to the public

• Measurement issues

– It is hard to know all the servers are up in anycast address • Checking unicast address is not enough • Multiple measuring address required

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

15

JAPAN REGISTRY SERVICES

Nameserver configurations • Multiple addresses are needed in a server – One for IP anycast service – One (or more) unicast address(es) for maintenance and  zone update

• Not so much difference from unicast servers – in BIND9, following options should be considered to  make zone updates to work • query­source • transfer­source • notify­source

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

16

JAPAN REGISTRY SERVICES

Consideration points • Local nodes and global nodes – Local nodes are for IX connections • No­export option in BGP peers

– Global nodes are for transit connections – 2 global nodes and several local nodes may be good – Some trouble may occur by uRPF (unicast Reverse  Path Forwarding) • Some ISPs use uRPF technology for very intelligent network  filtering

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

17

JAPAN REGISTRY SERVICES

Example of IP Anycast effect • DoS like queries in Osaka node did not harm any in Tokyo node

Osaka node

Tokyo node

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

18

JAPAN REGISTRY SERVICES

BCPs • Some BCP activities exist – Distributing Authoritative Name Servers via Shared  Unicast Addresses  • RFC 3258

– Operations of Anycast Services • draft­ietf­grow­anycast­02.txt

– BGP Anycast Node for Authoritative Name Server  Requirements • draft­morishita­dnsop­anycast­node­requirements­01.txt

Copyright © 2005 Japan Registry Services Co.,

19

JAPAN REGISTRY SERVICES

Appendix: NS maximum number estimation • •

DNS protocol has limitation in UDP response packet size More NSs make .JP DNS more reliable – Name compression

• •

Estimation for .JP (dns.jp) “preferred­glue a” and / or EDNS0 may moderate the limitation NS  AAAA  A  Add.                    Judge 3     3           3   AAAA x3, A x3  Nice 4     3           4   AAAA x3, A x4  Nice 5     3           5   AAAA x3, A x4  OK 6     3           6   AAAA x3, A x3  OK 7     3           7   AAAA x3, A x2  OK 8     3           8   AAAA x3, A x1  OK 9     3           9   AAAA x3, A x0  Bad 10    3          10 AAAA